1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 系 部： 專 業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二OO 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書課 題： 子課題: 同課題學(xué)生姓名: 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 組 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成日期 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書課題名稱：_系 部：_專 業(yè)：_姓 名：_學(xué) 號：_指導(dǎo)教師：_ 二 年 月 日一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目的與要求：二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容：三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)程的安排序 號論文（設(shè)計(jì)）各階段名稱日 期備 注四、任務(wù)執(zhí)行日期：自_年_月_日起，至_年_月_日止。 學(xué) 生（簽字）_ 指導(dǎo)教師（簽字）_ 系主任（簽字）_畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定表系部： 專業(yè)：

2、班級： 姓 名設(shè)計(jì)（論文）總成績：設(shè)計(jì)（論文）題目指導(dǎo)教師評語評定成績： 簽名： 年 月 日評 閱 人 評 語評定成績： 簽名： 年 月 日答 辯 小 組 評 語答辯成績： 組長簽名： 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）總成績=指導(dǎo)教師評定成績（30%）評閱人評定成績（30%）答辯成績（40%）基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要環(huán)境是人類賴以生存的空間，是人類索取基本生活物質(zhì)的寶庫。對環(huán)境污染的治理也將是不可或缺的一項(xiàng)重要工作。目前中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，污水處理成本居高不下，所以建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運(yùn)行效果，減少運(yùn)行費(fèi)用，也是具有重要意義。文章首先介紹了基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)

3、流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的基本原則，并說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：污水處理 ；控制形式；工藝流程； PLC 控制；目 錄第一章 選題背景-1l 1l 2l 3l 論文的指導(dǎo)思想 4l 課題主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容. 4第二章 方案論證-5l 5l 2.2 常用的工業(yè)污水處理工藝 6l 10l 2.4 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 11l 國內(nèi)外工業(yè)污水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)與要求. 12第三章 過程論述-13l 硬件系統(tǒng)配置 13主要組成部分 14電氣控制系統(tǒng) 16工業(yè)污水處理系統(tǒng)的工作原理 183.1.4 PLC選型及設(shè)計(jì) 203.1.5 PLC的I/O資源配置

4、 24其他資源配置及相關(guān)介紹 24l 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26總體流程設(shè)計(jì) 263.2.2 PLC和變頻器通訊 28l 3.3分析結(jié)果 28第四章 小結(jié)-29l 總結(jié)-29l 致謝-30l 參考文獻(xiàn)-31第一章 選題背景水資源的短缺已將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的瓶頸。水環(huán)境是人類賴以生存的空間，也是我們索取基本生活物質(zhì)的寶庫。一旦被破壞，被污染則直接影響人們的生活。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活的提高，同時(shí)也產(chǎn)生了對我們的生活環(huán)境的污染。治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。我國工業(yè)污水處理技術(shù)從“七五”國家科技攻關(guān)開始逐步進(jìn)行研究。我國80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣

5、法活性污泥處理工藝。七五”和“八五”相關(guān)項(xiàng)目在氧化塘、土地處理和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)等自然處理技術(shù)方面的研究較多，此后又建立了一些氧化塘、土地處理等污水示范工程。根據(jù)國家十五發(fā)展綱要，十五期間各縣市都要建立污水處理廠，如何保證處理過程的正常運(yùn)行，減少運(yùn)行成本也將成為環(huán)保部門、城建部門所關(guān)注的問題。目前國家治理污染的重點(diǎn)是“33211”工程，即“三河”(淮河、海河、遼河流域)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)、“兩區(qū)”(酸雨控制區(qū)、二氧化硫控制區(qū))、“一市”(北京)、“一海”(渤海流域)8。國際上，大規(guī)模的水污染治理是在第二次世界大戰(zhàn)后，隨著50年代經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展帶來的60年代日益嚴(yán)重性的環(huán)境污染而展開的。

6、至70年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了18000余座城市工業(yè)污水處理廠，英國、法國、德國更耗費(fèi)了巨額資金興建了7000至8000座城市工業(yè)污水處理廠。工業(yè)污水處理設(shè)施中，城市排水管線和工業(yè)污水處理廠的興建和運(yùn)行在水污染控制中發(fā)揮著骨干作用9。一些發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、西歐等國，由于這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，并較早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。如今，國外發(fā)達(dá)國家正興建一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對日常生活的水體質(zhì)量改善和水環(huán)境保護(hù)起了重大的作用。一些發(fā)達(dá)國家經(jīng)過十幾年的努力，污水處理率幾經(jīng)達(dá)到了80%90%，成功地解決了來自于城市和工業(yè)的點(diǎn)源污染問題。同時(shí)一些國家開始重視污水的回用，如以色列的污水回用率達(dá)到了

7、90% 8。因此，污水深度處理與再利用是通向健康水循環(huán)的橋梁，推進(jìn)污水深度處理和普及再生水，創(chuàng)造良好水環(huán)境，是促進(jìn)人類和諧發(fā)展的重要舉措。1.2課題的背景據(jù)報(bào)道，我國年平均水資源總量為28000億m2，居世界第六位，人均水資源量為2220m2，我國人均擁有淡水量為2400噸，為世界平均值的1/4，屬于淡水資源貧乏的國家1。我們國家的水資源時(shí)空分布上極不均勻，目前我國約300個城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有50個。與此同時(shí)，在我國大部分城市和地區(qū)，本已極為有限的水資源還受到水質(zhì)惡化和水生態(tài)系統(tǒng)破壞的嚴(yán)重威脅。又由于80%以上的污水未經(jīng)有效處理就直接投進(jìn)水域，已造成我國1/3以上的河段受到污染，90

8、%以上的城市水域嚴(yán)重污染，近50%的重點(diǎn)城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)中國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)分析統(tǒng)計(jì)，全國按目前正常需要，年缺水總量約為300億400億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)2300億元。水資源的匱乏和水資源的污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的日常生活，同時(shí)也嚴(yán)重影響了我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展14。因此建設(shè)符合我們的污水處理自動控制系統(tǒng)對降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立和諧社會，保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展也是具有重要意義。 水與人的生活息息相關(guān)，在現(xiàn)代社會生活及生產(chǎn)中人們對水的需求量越來越明顯。可是我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對水質(zhì)要求也是越來越高，淡水的浪費(fèi)非常嚴(yán)重，

9、用水成本也是不斷升高。我們北方地區(qū)水資源的超采，己形成漏斗地勢、水位下降、湖泊干涸、河水?dāng)嗔鳌⑸鷳B(tài)惡化。淡水資源的短缺己經(jīng)成為我國急需解決的問題。然而，水資源是有限的。由于控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展，國外較早的將SCADA技術(shù)引入到了給水排水工程中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。國外同時(shí)注重水處理中PLC的開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSX Quantum系列；同時(shí)國外也很重視在線儀表的研制，如德國E+H公司，美國的哈希公司相繼研制了溶解氧DO(Dissolved Oxygen

10、)、化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)分析儀。kwh/m³kwh/m³，然而我國卻高達(dá)kwh/m³，我們的工作人員也是要比這些國家多，但是我國城市污水處理深度還是遠(yuǎn)不如這些國家8。造成這種結(jié)果的原因分析可得：污水處理廠管理水平低、自動化控制手段差。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重是我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問題。有關(guān)資料顯示，我國的工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為40%50%。目前全國城市污廢水的處理率（達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的）僅有10%左右，嚴(yán)重的環(huán)境污染也是使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化。水環(huán)境污染造成的水危機(jī)也已經(jīng)成為炎黃子孫需要用集體的

11、智慧來解決的問題。有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、計(jì)量自控檢測儀表使用、PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，是當(dāng)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的追求方向。在保護(hù)環(huán)境的號召下，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對于各種污水進(jìn)行處理后再健康排放成為人們的心中大結(jié)。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加,大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染.因此,建立高度自動化的污水處理系統(tǒng)是解決水污染問題的有效途徑。針對目前我們污水處理廠高投入低效率的情況，我將規(guī)劃一種低成本的污水處理控制系統(tǒng)。 為此我提出如下的設(shè)計(jì)：我選的課題主要的內(nèi)容是工業(yè)工業(yè)污水處理基本工藝和流程，工業(yè)污水處理系統(tǒng)的組成以及PLC

12、控制系統(tǒng)方面的簡單規(guī)劃,主要由以下內(nèi)容：介紹了工業(yè)污水處理的基本內(nèi)容，包括工業(yè)污水處理的工藝流程，控制形式以及工業(yè)污水處理的發(fā)展與要求。介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。具體分析介紹工業(yè)污水處理系統(tǒng)的軟硬件特點(diǎn)，并簡要分析工業(yè)污水處理系統(tǒng)的系統(tǒng)組成。依據(jù)現(xiàn)有條件，展現(xiàn)該系統(tǒng)的可行性。第二章方案論證污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進(jìn)行不同的分類。按化學(xué)性質(zhì)：污水中的污染物質(zhì)可分為無機(jī)性物質(zhì)和有機(jī)性物質(zhì)，其化學(xué)元素以炭、氮、磷為主。按物理形態(tài)：污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠體污染物質(zhì)和溶解性污染物質(zhì)8。好氧有機(jī)污染物的性質(zhì)穩(wěn)定，在微生物的作用下，借助微生物的新陳代謝功能

13、而降解為無機(jī)物，如二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定的無機(jī)物。有機(jī)物的種類很多，其共性是在微生物的作用下被降解時(shí)，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程實(shí)際中，采用生物化學(xué)需氧量或生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳、總需氧量等綜合污染指標(biāo)來表述。雖然生物化學(xué)需氧量能較精確地描述污水的生化需氧量，但其測定的時(shí)間太長，需20天。考慮到好氧分解速率一般在開始的幾天最快，在20溫度下，污水五日生化需氧量(BOD5)，約占BOD20的70%80%，因此把BOD5作為衡量污染水的有機(jī)物濃度指標(biāo)8。化學(xué)需氧量(COD)的特點(diǎn)是能夠精確的表示污水中有機(jī)物的含量，并且測定時(shí)間短。污水處理就是采用各種技術(shù)與手段，將污水中所含

14、的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使水得到凈化。廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢菌技術(shù)對校園生活污水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。水處理的目的主要是三種：去除水中影響使用水質(zhì)的雜質(zhì)以及污泥的處置滿足用水的要求，在水中加入新的成分以改變水的化學(xué)性質(zhì)改變水的物理性質(zhì)，如水的冷卻，降低水的粘滯度等。處理后的污水，最后出路有三種：排放水體；灌溉田地；重復(fù)使用9。現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按原理可分為物理、化學(xué)和生物化學(xué)處理法三類。目前，工業(yè)污水處理的方法一般以生物處理法為主，輔以物理處理法和化學(xué)處理法。根據(jù)實(shí)際

15、情況，可以單一使用，也可以針對不同的污水混合使用。（生物化學(xué)處理是利用微生物處理污水中的有機(jī)污染物的一種工藝，它運(yùn)行費(fèi)用較低，目前已成為城市污水處理的主體工藝。該法有活性污泥法和生物膜法兩種，前者多用于城市污水，后者多用于處理高濃度有機(jī)污水與污水處理過程中生產(chǎn)的污泥）按處理程度不同，污水處理技術(shù)又可分為預(yù)處理、一級處理、二級處理、深度處理和污泥處理及處置9。預(yù)處理：主要包括格柵和沉砂池。其主要作用是截留大塊物質(zhì)、砂石，以保證后續(xù)設(shè)備的正常運(yùn)行。一級處理：主要是初次沉淀池。目的是將污水中懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)盡可育出或沉降去除，經(jīng)過一級處理后的污水，可去除50%左右的懸浮物，污水五日需氧量一般只

16、能去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。二級處理：主要有曝氣池和二沉池構(gòu)成。它是城市污水處理廠的核心，一般采用生物處理方法中的活性污泥法，主要去除水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。經(jīng)二級處理后，有機(jī)污染物質(zhì)的去除率可達(dá)90%以上，污水中污水五日需氧量值可降至20mg/L30mg/L，有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。深度處理：通用的工藝有混凝沉淀和過濾。主要目的是為了滿足高標(biāo)準(zhǔn)的受納水體要求或用于工業(yè)等特殊用途，它是城市污水處理未來發(fā)展的方向。污泥處理和處置：主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或衛(wèi)生填埋。常用的工業(yè)污水處理工藝主要有三種類型9：傳統(tǒng)活性污泥法。一種最古老的工業(yè)污水處理工藝，其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成

17、部分為沼氣池與沉淀池，工藝流程如圖2-1 ：圖2-1傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖1優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)物去除率高，污泥負(fù)荷高，池的容積小，耗電省，運(yùn)行成本低。缺點(diǎn)：普通曝氣池占地多，建設(shè)投資大，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)范圍小、易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，磷和氮的去除率低。A/O法。該法是一種缺氧-好氧生物工業(yè)污水處理工藝。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化-反硝化反應(yīng)系統(tǒng)，很好的處理了污水中的氮含量，具有明顯的脫氮效果。但是此硝化-反硝化反應(yīng)系統(tǒng)需要得到很好的控制，其工藝流程圖如圖2-2：圖2-2 A/O法工藝流程圖1A2/O法。該法是一種厭氧缺氧好氧工業(yè)污水處理工藝。其除磷脫氮效果非常好，非常適合用于對除磷脫氮

18、有要求的工業(yè)污水處理。對除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，首選A2/O工藝。其工藝流程圖如圖2-3：圖2-3 A2/O法工藝流程圖1A/B法。是吸附生物降解法的簡稱，于80年代初開始在我國應(yīng)用于工程實(shí)踐。該工藝沒有初沉淀，將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段，并分別有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比較高的城市污水處理廠，并有較高的節(jié)能效益。尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時(shí)，優(yōu)勢最為明顯。SBR法。序批式活性污泥法的簡稱，是一種按照一定的時(shí)間順序間歇式操作按間歇曝氣方式來運(yùn)行的污水生物處理技術(shù)。早在1914年，這種處理系統(tǒng)就被采用，由于當(dāng)時(shí)的自動

19、化水平較低，操作困難且工作量大，隨著城市和工業(yè)廢水處理規(guī)模的日趨擴(kuò)大，間歇式活性污泥法逐漸被連續(xù)式活性污泥法取代。SBR反應(yīng)池去除有機(jī)物的一切過程都在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的SBR反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，不必另設(shè)沉淀池和污泥回流泵等裝置。特點(diǎn)：工藝簡單、造價(jià)低；時(shí)間上具有理想的推流式反應(yīng)器的特性；運(yùn)行方式靈活，可脫氮除磷；具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力；良好的污泥沉降性能，不易產(chǎn)生污泥膨脹。綜上所述，傳統(tǒng)活性污泥及其改進(jìn)型 A/0、A2/0 、 AB 工藝，處理單元多，操作管理復(fù)雜，尤其是污泥厭氧消化工藝，對管理水平要求較高，而氧化溝法回流污泥溶解氧較高，對除磷有一定的影響。目前氧化溝工藝是我國采用較多的污

20、水處理工藝技術(shù)之一，DE型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。多種類型的SBR工藝在我國同樣有應(yīng)用，如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝，屬第三代的CAST工藝、UNI-TANK工藝等。而中城市污水處理廠選用 SBR 法最經(jīng)濟(jì)實(shí)用。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時(shí)候必需要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯那闆r，以及實(shí)際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。制形式15早期的控制系統(tǒng)多采用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，該類控制方法逐漸被淘汰。目前主要控制形式有以下幾種：DCS系統(tǒng)。即分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互滲透形成的。實(shí)現(xiàn)了真

21、正的分散控制，可靠性提高，擴(kuò)展能力較強(qiáng)。主要特點(diǎn)是采用分級分布式控制，軟硬件資源豐富，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應(yīng)用程序比較簡單，實(shí)時(shí)性好，響應(yīng)快。主要是用于各類生產(chǎn)過程。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。其是由DCS和PLC發(fā)展而來的，是基于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議在智能設(shè)備之間，以及智能設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，從而實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化的自動控制系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)：可以用計(jì)算機(jī)豐富的軟件、硬件資源，響應(yīng)快，實(shí)時(shí)性好，通信協(xié)議公開，不同產(chǎn)品可互連。PLC系統(tǒng)。利用它可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求，選用計(jì)算機(jī)作為其上位機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)連接PLC，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，特點(diǎn)：編程方

22、便，開發(fā)周期短，維護(hù)容易。通用性強(qiáng)，使用方便。控制功能強(qiáng)。模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力強(qiáng)。PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控。因此，PLC系統(tǒng)成為污水控制系統(tǒng)的首選控制形式。國外注重水處理中PLC的開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元。與國外相比，我國污水處理自動化控制起步較晚，在處理工藝有的還是一級處理，處理的規(guī)模也很小，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。我國七十年代才開始采用熱工儀表，實(shí)行集中巡檢；八十年代應(yīng)用分析儀表和DCS系統(tǒng)；至九十年代，隨著一大批利用國際貸款的大型污水處理廠的建設(shè)投產(chǎn)，我國污水處理控制

23、系統(tǒng)的自動化水平才有了很大的提高。我國第一座大型污水處理廠天津市紀(jì)莊子污水處理廠，它的誕生填補(bǔ)了我國大型污水處理廠建設(shè)的空白8。此后，污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機(jī)物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進(jìn)、高效的污水處理專用設(shè)備也隨后進(jìn)入我國污水處理行業(yè)市場。從國外引進(jìn)污水廠的自動控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用集散式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用了自動化程度較高的檢測儀表，各種新工藝，新設(shè)備大量出現(xiàn)并得到應(yīng)用。我國現(xiàn)有城市污水處理廠80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強(qiáng)化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。可以說我們大體上污水處理自動化的現(xiàn)狀是：手動與自動皆備，自制和引用并舉。可以看出，我國未來城市

24、污水處理發(fā)展趨勢會是：氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去處仍為重點(diǎn)。工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制。單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理。水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán)。由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究。污水再生利用。中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題受到大眾的普遍重視。資料顯示，國外污水處理自控系統(tǒng)主要存在以下幾個特點(diǎn)4：采用集散控制系統(tǒng)DCS和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。采用在線監(jiān)測的水質(zhì)分析儀表，對全廠的水質(zhì)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并由上位機(jī)記錄下來，提高了測量精度。生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動地調(diào)整相應(yīng)的控制方式。大量采用遙測、遙控設(shè)備，并開始有效

25、地利用社會信息資源，如 網(wǎng)絡(luò)、移動 網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息等。我國目前在水體污染、改善水體環(huán)境方面發(fā)揮了前所未有的效果，標(biāo)志著我國工業(yè)污水處理事業(yè)發(fā)展到了一個嶄新的階段。現(xiàn)階段，我國工業(yè)污水處理的工作重點(diǎn)已經(jīng)從工藝技術(shù)的研究轉(zhuǎn)移到具體項(xiàng)目的實(shí)施。資料顯示，我國的污水處理自控系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：新建的污水處理廠，引進(jìn)了計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)，并且采用手動與自動并存的控制方式。國產(chǎn)在線儀表的穩(wěn)定性還沒有達(dá)到要求，所以大部分采用進(jìn)口的在線儀表，但是由于進(jìn)口儀表價(jià)格昂貴，所以應(yīng)用并不是很廣泛。水質(zhì)的檢測主要是有實(shí)驗(yàn)室人員通過實(shí)驗(yàn)來測量。各個控制站之間完全獨(dú)立，沒有信息的交換。并且各個控制單元由于其內(nèi)部資源

26、的限制，只是實(shí)現(xiàn)了簡單的時(shí)間控制和邏輯控制。通過對比，不難看出整體上和國外相比我國污水的自控系統(tǒng)仍然存在很大的差距，但是我國的應(yīng)用前景卻非常廣泛、潛力很大。工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對城市污水的凈化作用，將城市中排除的污水通過該系統(tǒng)處理后，輸出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水處理技術(shù)的簡易、高效、低能耗的功能，并且實(shí)現(xiàn)自動化的控制過程。采用PLC作為核心控制器是個較好的方案。第三章 過程論述PLC污水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖3.1-1：圖3.1 -1 不同的結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的控制系統(tǒng)，因此需要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。應(yīng)用序批式活性污泥法（SBR ）處理工藝，采用三菱系列PLC

27、作為控制中心實(shí)現(xiàn)對污水處理的自動控制6。主要組成部分工業(yè)污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備較多，在氧化溝中其控制過程及原理大致相同，都是通過控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污水中的含氧量。經(jīng)過厭氧和好氧處理，污水中的熱量、沼氣等再生能源可以為工業(yè)生產(chǎn)提供二次能源，真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。圖-2工業(yè)污水處理系統(tǒng)基本組成示意圖14進(jìn)水系統(tǒng)。主要由進(jìn)水管道和進(jìn)水泵房組成，進(jìn)水管道主要由粗格柵機(jī)和清污機(jī)組成，進(jìn)水泵房主要有兩臺潛水泵組成。進(jìn)水管道的主要功能是將污水中的大塊物體排除，其中的粗格柵是根據(jù)程序設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行間歇工作，而清污機(jī)的運(yùn)行和停止是根據(jù)粗格柵兩側(cè)的液位差來決定的即當(dāng)液位差超過某個值時(shí)，啟

28、動清污機(jī)；當(dāng)液位差小于某個值時(shí)停止清污機(jī)的運(yùn)行。進(jìn)水泵房中的潛水泵運(yùn)行及停止是通過安裝在泵房內(nèi)的液位傳感器來決定的即當(dāng)液位較低時(shí)只啟動一臺潛水泵，當(dāng)液位較高時(shí)啟動兩臺潛水泵，若液位持續(xù)升高時(shí)，則輸出報(bào)警以示意有故障發(fā)生。 除砂系統(tǒng)。主要由細(xì)格柵系統(tǒng)和沉砂池組成，細(xì)格柵系統(tǒng)是由細(xì)格柵機(jī)和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)組成，沉砂池的主要設(shè)備是分離機(jī)。細(xì)格柵系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)一步凈化污水中的顆粒物體，將污水中細(xì)小的沙粒濾除。細(xì)格柵機(jī)是根據(jù)程序設(shè)定時(shí)間進(jìn)行間歇工作，而轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)的運(yùn)行和停止則根據(jù)細(xì)格柵兩側(cè)的液位差來決定即當(dāng)液位差超過某個值時(shí)，啟動清污機(jī)；當(dāng)液位差小于某個值時(shí)停止清污機(jī)的運(yùn)行。沉砂池中分離機(jī)的運(yùn)行和后續(xù)處理

29、中的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的運(yùn)行同步。氧化溝系統(tǒng)。由氧化溝和污泥回流系統(tǒng)構(gòu)成，氧化溝包括轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)和潛水?dāng)嚢铏C(jī)，主要對污水進(jìn)行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，使其達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。污水回流系統(tǒng)主要由污泥回流泵構(gòu)成。氧化溝中設(shè)置有溶解氧儀對污水中的含氧量進(jìn)行檢測，根據(jù)其反饋到PLC的值來控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用是推進(jìn)水流，同時(shí)使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈的攪拌狀態(tài)，使他們充分混合接觸，使它們的生化反應(yīng)更加充分，以便最大程度地分解污水中的有害成分。沉淀系統(tǒng)。主要設(shè)備為刮泥機(jī)，其功能是對進(jìn)行氧化溝處理后的污水進(jìn)行物理沉淀，將污泥和清水分離，刮泥機(jī)在整個系統(tǒng)啟動后就開始持續(xù)運(yùn)行。在該系統(tǒng)中用

30、到一定化學(xué)藥劑主要是混凝劑、絮凝劑、復(fù)合堿等，用來調(diào)節(jié)改善混凝條件及絮凝體結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小松散的絮凝體變的粗大而緊密，容易發(fā)生沉降。污泥脫水環(huán)節(jié)。主要包括離心式脫水機(jī)，其主要功能是對氧化池中處理過污水的活性污泥進(jìn)行脫水處理，由于對污水進(jìn)行處理后，活性污泥中有新的微生物及其他雜質(zhì)，因此需要先對活性污泥添加一定量的藥物，便于污泥脫水。離心式脫水機(jī)主要由聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī)構(gòu)成，以上設(shè)備按照順序控制的方式啟動，依次啟動聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī)，完成對污泥的脫水處理。通過以上設(shè)計(jì)大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了管理水平。電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)要求1：控制

31、裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求選配PLC可執(zhí)行手動/自動兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序驅(qū)動電動機(jī)為雙向運(yùn)行，因此要在控制回路加互鎖功能PLC的接地應(yīng)按手冊中的要求設(shè)計(jì)，并在圖中表示或說明考慮必要的保護(hù)措施，如電動機(jī)過熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表選擇電器元件、編制元器件目錄表繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖本設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)主要包括操作面板、顯示面板、電氣控制柜等單元。在該系統(tǒng)中需要檢測較多的數(shù)字輸入量，并且還要檢測模擬量的輸入，根據(jù)設(shè)定的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號，

32、因此系統(tǒng)的控制邏輯與時(shí)序就需要嚴(yán)格照檢測信號的輸入進(jìn)行控制。操作面板。主要包括手動、自動、各類設(shè)備的啟動按鈕等。顯示面板。顯示較多的數(shù)據(jù)，一般采用觸摸屏或者人機(jī)界面。電氣控制柜。電氣控制的核心設(shè)備，主要包括變頻器、各類傳感器的輸入信號、PLC及其擴(kuò)展模塊等。為了簡化電纜鋪設(shè)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，采用兩臺PLC對生產(chǎn)工藝進(jìn)行監(jiān)控。即采用兩級控制方案對整套污水處理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，上位機(jī)選用兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，下位機(jī)可選用Omron公司PLC，系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)控布局如下圖3：主PLC控制提升泵站、沉砂池、氧化溝、二沉池、回流污泥泵站的所有設(shè)備及傳感器。 從PLC控制剩余污泥泵站、儲泥池、加藥間、脫水間

33、的所有設(shè)備及傳感器。主、從PLC數(shù)據(jù)通過Control-Link總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。控制核心采用PLC，其特點(diǎn)是體積小、功能多、可靠性高。編程后的PLC能夠按照內(nèi)部程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控1。PLC與上位機(jī)的通訊采用傳輸距離遠(yuǎn)，技術(shù)可靠RS485方式。工業(yè)污水處理系統(tǒng)的工作原理 控制系統(tǒng)總體框圖工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖3.1-4所示，PLC為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、各類傳感器的輸入，以及相關(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設(shè)備的控制。圖3.1-4電氣控制系統(tǒng)框圖10 工作過程在手動狀態(tài)下，各類設(shè)備的控制是根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來控制；在自動方式下進(jìn)行閉環(huán)控制，

34、系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)對設(shè)備進(jìn)行啟停控制。 工業(yè)污水處理系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主電路圖的部分圖如下3.1-5圖：圖3.1-5工業(yè)污水處理系統(tǒng)部分主電路圖10三臺電機(jī)分別為潛水泵電機(jī)（M1）、清污機(jī)電機(jī)（M2）、轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)電機(jī)（M3）。接觸器KM3、KM2、KM6分別控制M1、M2、M3的工頻運(yùn)行；接觸器KM5、KM9分別控制M1、M3的變頻運(yùn)行；FR1、FR2、FR3分別為三臺電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器；QF1，為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對象為電感性負(fù)載交流電動機(jī)；FU1為主電路的熔斷器，曝氣風(fēng)機(jī)的熔體額定電流IFU2IN2×2.5A5A，選用5A的熔體，控制回

35、路熔體額定電流選用2A。選用的MM430變頻器是用來控制電機(jī)M1，M3變頻運(yùn)行的。3.1.4 PLC選型及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)之前，先對工藝過程進(jìn)行細(xì)致的分析，再通過詳細(xì)地了解控制對象和控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)，它每次只能執(zhí)行一條指令，即PLC以“串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配等問題。PLC采用循環(huán)可以分為3個階段：輸入階段(將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到PLC)、執(zhí)行程序階段和輸出階段(將輸出信號傳送到外部設(shè)備)。 輸入階段：在這個階段中，PLC先進(jìn)行自我診斷，然后與編程器或計(jì)算機(jī)通信，同時(shí)中央處理器掃描各個輸入端并讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)

36、，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲單元。執(zhí)行程序階段：在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應(yīng)的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲器單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。輸出階段：在這個階段中，PLC將相應(yīng)的輸出存儲單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。PLC控制系統(tǒng)為工藝流程服務(wù)的，它是首先要能很好地實(shí)現(xiàn)工藝提出的控制要求的。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則

37、。根據(jù)工藝流程設(shè)計(jì)，力求設(shè)計(jì)出最大限度滿足控制要求的控制系統(tǒng)在滿足控制要求的前提下，盡量減少PLC系統(tǒng)硬件費(fèi)用。考慮到以后控制要求的變化，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮PLC可擴(kuò)展性。控制系統(tǒng)使用和維護(hù)方便、安全可靠。再根據(jù)工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能要求，以及其復(fù)雜程度，選擇西門子S7200系列PLC作為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。并采用CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)。由于PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可與各類人機(jī)界面的通信可完成PLC控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 利用PLC作為控制器的工業(yè)污水處理系統(tǒng)主要涉及兩個方面：一是信號輸入

38、；二是控制輸出信號2。信號輸入工業(yè)污水處理系統(tǒng)信號輸入檢測方面主要涉及四類信號的監(jiān)測即：按鈕的輸入檢測、液位差的輸入檢測、液位高低的輸入檢測，以及曝氣池中含氧量的輸入檢測。（1）按鈕輸入檢測。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測，主要有自動按鈕、手動按鈕、格柵機(jī)啟動按鈕、清污機(jī)啟動按鈕、潛水泵啟動按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。（2）液位差輸入檢測。檢測粗細(xì)格柵兩側(cè)液位差，用來控制清污機(jī)的啟動與停止。（3）液位高低輸入檢測。檢測進(jìn)水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來控制潛水泵或污泥回流泵的啟動和停止，以及投入運(yùn)行的潛水泵的數(shù)量。（4）含氧量輸

39、入檢測。以上三種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。曝氣過程是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測污水中的含氧量，并通過曝氣機(jī)增加或減少其含氧量。通過將溶解氧儀設(shè)置在適當(dāng)位置上，將檢測值反饋到PLC中，通過運(yùn)算輸出控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速信號。當(dāng)溶解氧值偏低時(shí)，降低了微生物分解的效果，延長了處理時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致處理失效，因此需要增加曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以增加供氧量；當(dāng)溶解氧值偏高時(shí)，導(dǎo)致微生物過氧化，降低了其活性，也不利于處理，因此減小曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以減少供氧量，最終使污水中的溶解氧保持在一定的范圍內(nèi)8。控制輸出信號 信號輸出部分主要包括兩個方面：一個是數(shù)字量輸出，即各類設(shè)備的接

40、觸器；另外一個是模擬量輸出，用來控制曝氣機(jī)變頻器。（1）數(shù)字量輸出。控制各類設(shè)備的啟動和停止，包括：格柵機(jī)啟停、清污機(jī)啟停、潛水泵啟停、潛水?dāng)嚢杵鲉⑼！⑽勰嗷亓鞅玫仍O(shè)備。（2）模擬量輸出通過PLC中PID運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過其功能模塊輸出控制信號，該控制信號輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到控制污水中含氧量的要求。該系統(tǒng)中，還需要采集模擬量并利用模擬量控制，因此還需要在擴(kuò)展一個模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊。如圖為PLC模塊連線圖圖 PLC模塊連線圖3.1.5 PLC的I/O資源配置對PLC的I/O進(jìn)行配置，包括輸入部分與輸出部分，又由于需要采集一個溶氧儀所反

41、饋的數(shù)據(jù)，因此需要再擴(kuò)展了一個模擬量輸入輸出模塊。在此控制系統(tǒng)中需要將采集回來的模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過模擬輸出口對變頻器進(jìn)行控制，進(jìn)行控制其他設(shè)備的運(yùn)行。其他資源配置相關(guān)介紹根據(jù)控制系統(tǒng)要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，確定電器元器件的總體布局以及電控箱內(nèi)裝配板與控制面板上應(yīng)安裝的電器元件。電控箱內(nèi)電器板上安裝的電器元件有：斷路器、熔斷器、隔離變壓器、PLC、接觸器、中間繼電器、熱繼電器和端子板等。在控制面板上設(shè)計(jì)安裝的電器元件有：控制按鈕、旋鈕開關(guān)、各色指示燈等。接觸器。在控制系統(tǒng)中需要PLC根據(jù)當(dāng)前的工作情況，以及按鈕的情況來控制所有設(shè)備的啟停。變頻器。變頻器的功能是將頻率固定的(通常為50Hz)的

42、交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。變頻器主要分為間接變頻和直接變頻兩大類，而間接變頻又根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)的主要儲能元件的不同可分為電壓型和電流型。電壓型變頻器主回路由相控整流器，中間直流環(huán)節(jié)和逆變器三個，中間直流環(huán)節(jié)是高阻抗輸出，它相當(dāng)于電流源。相控整流器將交流電壓整流為可控的直流電壓，中間直流環(huán)節(jié)是低阻抗輸出，它相當(dāng)于是恒壓源變頻與變壓(VVVF)原理：當(dāng)在實(shí)際利用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的過程中，當(dāng)頻率f下降時(shí)，定子繞組的反電動勢E有所下降，定子電流增大，但是轉(zhuǎn)子側(cè)的負(fù)載并未增加，故轉(zhuǎn)子段電流不變，根據(jù)電流平衡方程可知，勵磁電流比增大，因而磁通m增大。m增加將導(dǎo)致鐵芯的飽和，進(jìn)而引起勵磁電流

43、波形的畸變，這是不希望的結(jié)果，因此希望m可以保持基本不變。要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，只要在變頻過程中使變頻器輸出電壓Ul/f=const，則磁通m可保持基本不變。因此變頻的同時(shí)也要變壓，常用VVVF表示。VVVF實(shí)施的基本方法包括：脈幅調(diào)制和脈寬調(diào)制。電動機(jī)。Y2系列電動機(jī)有兩種設(shè)計(jì)，一種是Y2-Y系列。適用于一般機(jī)械配套和出口需要，在輕載時(shí)有較高效率，具有較高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。另一種設(shè)計(jì)是Y2-E系列，滿載時(shí)有較高效率，更適用于長期運(yùn)行和負(fù)載率較高的使用場合，如水泵、風(fēng)機(jī)配套。液位差計(jì)。利用液位差計(jì)，對格柵機(jī)的清污機(jī)進(jìn)行控制。超聲波液位差計(jì)精度較高，且有多種量程可供選擇。粗格柵、細(xì)格柵各安裝了一臺超聲波液位差

44、計(jì)，通過格柵機(jī)前后的液位差來反映格柵機(jī)阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進(jìn)行分析溶解氧儀。用滴汞電極（DME）的極譜分析測定溶解液中的溶解氧最為簡單。但是DME的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應(yīng)用。根據(jù)電池原理而設(shè)計(jì)出膜覆蓋氧電極，利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機(jī)及無機(jī)溶質(zhì)的原理，保護(hù)電極不與這類還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。儀器內(nèi)置氣壓傳感器，自動實(shí)現(xiàn)氣壓補(bǔ)償。極譜型溶氧電極，極化時(shí)間短，響應(yīng)快，測量準(zhǔn)確。它不需要外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時(shí)將其放入待測溶液，水質(zhì)溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載電路時(shí)，氧在陰極

45、表面上發(fā)生還原反應(yīng)。在一定溫度下，氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比。因此，測定電流即可知氧濃度。上位監(jiān)控管理機(jī)。PLC通過通信電纜將采集參數(shù)傳送給上位監(jiān)控管理機(jī)，通過上位監(jiān)控管理機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)測有關(guān)參數(shù)變化，并保留一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，形成變化曲線。同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測所控設(shè)備工作狀態(tài)，具有設(shè)備故障報(bào)警、參數(shù)打印等功能。軟件的設(shè)計(jì)中，按照需要實(shí)現(xiàn)的功能要求做出流程框圖總體流程的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制過程主要分為手動控制和自動運(yùn)行。自動控制模式流程圖中，也會調(diào)用各個控制系統(tǒng)的程序。流程圖13 所示6處于自動方式時(shí)，系統(tǒng)上電后，按下自動啟動確認(rèn)后系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)開始工作圖3.2-3 自動操作模式流程圖

46、6在自動控制模式流程圖中，調(diào)用了各個控制系統(tǒng)的程序，主要包括：粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣沉砂系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序以及污泥脫水系統(tǒng)程序13粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機(jī)和清污機(jī)的運(yùn)行。潛水泵程序主要控制潛水泵的運(yùn)行和停止。細(xì)格柵系統(tǒng)程序主要控制細(xì)格柵機(jī)和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)的運(yùn)行。污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運(yùn)行和停止。污泥脫水系統(tǒng)程序主要控制離心式脫水機(jī)，啟動定時(shí)。 PLC和變頻器通訊USS通訊協(xié)議是SIEMENS 公司所有傳動產(chǎn)品的通用通訊協(xié)議，它是一種基于串行總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的協(xié)議。USS協(xié)議是主-從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS 總線上可以有一個主站和最多30 個

47、從站；總線上的每個從站都有一個站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識別每個從站；每個從站也只對主站發(fā)來的報(bào)文做出響應(yīng)并回送報(bào)文，從站之間不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫。USS通訊協(xié)議庫。編程之前一定要將USS協(xié)議庫添加進(jìn)去，USS協(xié)議指令在STEP7MICRO/WIN32指令樹的庫文件夾中，STEP7MICRO/WIN32指令庫提供14個子程序、3個中斷程序和8條指令來支持USS協(xié)議。USS_INIT指令：當(dāng)EN輸入接通時(shí)，每一循環(huán)都執(zhí)行該指令。通過Mode輸入值可選擇不同的通訊協(xié)議：輸入值為1，指定Port 0為USS協(xié)議并使能該協(xié)議；輸入值為0，指定Port 0為PPI并且禁止USS協(xié)議2。分析結(jié)果如若經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC在系統(tǒng)控制中的手動、自動模式的控制。啟動電源后按下手動或自動模式選擇按鈕，當(dāng)在手動模式時(shí)，可通過各控制按鈕實(shí)現(xiàn)對工業(yè)污水處理系統(tǒng)中各電機(jī)的控制運(yùn)行同時(shí)指示燈亮。即說明該污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求。第四章 小結(jié)總結(jié)工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，它包括與之相關(guān)的生產(chǎn)工藝流程、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備、控制流程的模型建立等。在設(shè)計(jì)過程中我主要從原理上入手，以搜尋到的各類文獻(xiàn)為參考，輔以網(wǎng)絡(luò)信息，先根據(jù)污水處理要求簡述了設(shè)備的電器控制與自動控制原理，最后依據(jù)手頭的各類信息簡單建立